受金刚狼启发:研究人员打造可24小时内自愈新型材料

必发娱乐手机版2017年7月3日讯  《X战警》中狼叔的超能力很让人膜拜,四肢受伤、遭遇枪伤时能够迅速地自我愈合,甚至在核爆炸中也能幸存下来。这样夸张的绝技,到底是怎样的呢?

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自愈材料是一个相当吸引人的领域,研究人员们对凝胶剂、高分子聚合物的前景进行了诸多的探索,并且希望它们能够在电子电路、颜料、以及宇宙飞船的船体上得到应用。而受科幻影视作品的启发,已经有人开发出了一种可拉伸的半透明材料。它不仅而已自我修复,还能够作为离子导体,为自愈型人造肌肉开辟了可能。

研究人员们已经开发出了一种可完全自愈的离子导体材料,并且有望运用到人造肌肉上。

论文作者之一的 Christoph Keplinger ,曾于几年前参加过哈佛团队的研究,当时他们开发出了一种类似橡胶的柔性扬声器(基于离子导体)。

除了通过离子(而不是电子电荷)来传播,新材料还做到了半透明、可拉伸(达到原始长度的七倍),而不影响其基础特性。

这种新型材料能够拉伸到原始长度的 50 倍。

对于离子导体来说,自愈是一个全新的技能。因为导体中的电化学反应,通常会削弱聚合物分子之间的自我修复能力,但新材料首次实现了半透明、可拉伸、可自愈这三种性质。

论文另一作者 Chao Wang 表示:“创造拥有所有这些特性的新材料,多年来一直是个谜。不过我们已经做到了这点,并将开始更多的应用探索”。

研究团队利用“离子偶极相互作用”原理,克服了自愈和导电性不相同的难题,允许材料传导而不担心削弱其分子键的自我修复能力。

Wang 及其团队使用了一种极性高聚物(分子同时带有正负电荷),结合高离子强度盐,让材料即使在电化学反映下,也能够保持其分子键。

结果就是,这种材料可以被拉伸到常规状态下的 50 倍长度,能够在被切割后 24 小时内彻底自愈,而不会对性能造成长久的损失。

只花了 5 分钟,该材料就能实现部分自我修复(足以拉伸到常规 2 倍的长度)。与其它材料不同的是,其无需外部刺激来引发这一过程(室温下就能自然实现)。

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